X-ray影像 PCB電路板3D|CT Xray失效分析應用

有鑒於電路板產業大多已具有2D Xray的設備和檢測能力，相較於傳統需破壞式的紅墨水分析、或是程序費工的切片方法，2D Xray已相較傳統方式能處理基本PCB板失效問題。但隨著技術發展越來越快，2D Xray能夠解決的層面也受越來侷限，因此進一步的3D Xray已是電子業主在分析或導入更直觀的檢測手法時的初步首要考量。

▲穿透式影像檢測系統

那麼3D Xray能夠在PCB失效分析上帶來何種效應呢？

一般我們很常見的問題是PCB的HIP枕頭效應(Head-in-Pillow)，也就是BGA的錫球與PCB上印刷的錫膏接觸熔融後，因溫度關係，以致兩者熔融狀態再回凝結固態時不一致，導致雙球有類似虛焊的問題。

▲枕頭效應

一般的 X-Ray 檢查機只能查看到二維(2D)的影像，但二維很難看得出來有否空焊或錫球開裂等問題，因為影像只能看到整顆錫球的形狀，但如果錫球裡面有過多或過大的氣泡，就極有可能會產生斷裂的問題，另外如果錫球的外直徑比起其他相鄰的錫球來得大或小，也有機會造成空焊，但這僅是就經驗來判斷。詳細的方法可以參考下面的文章。

然而過往2D Xray較難觀察到是否空焊或Crack開裂，雖可透過2.5D傾斜視角觀察，但大多只能著重在內部氣泡，除氣泡外，仍存在觀察上的困難，且非常仰賴人員的經驗，唯3D Xray能較精確、快速，透過3D Xray三維斷層，分析找出確切有力的失效證據。

▲X軸斷面

▲Y軸斷面

▲BGA Crack

3D Xray 已是一種成熟快速的電子業界的檢測手法，對於不破壞樣品，且能完整實現重返失效現狀，了解發生問題故障點，進而與終端客戶確認問題，越來越多客戶需要快速於廠內分析了解原因。

由於3D Xray 可直接針對樣品進行斷層掃描，透過非破壞方式將內部結構逐一切割，可直接觀察樣品內不同斷面情況，使微小defect能更直觀地表現出來，達到識別失效問題的目的。